大体积混凝土裂缝产生的原因及控制

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1、大体积混凝土裂缝产生的原因及控制　　(中铁六局呼和浩特铁路建设公司，内蒙古呼和浩特010050) 　　摘要：文章从大体积混凝土结构的特点入手，简要说明裂缝的种类和危害后果，分析了建筑结构中大体积混凝土裂缝产生的主要原因，指出通过改变大体积混凝土中使用水泥的品种及用量、掺加外加料和外加剂、控制骨料质量、优化大体积混凝土的设计可以有效的控制裂缝的发生，重点说明了大体积混凝土施工中通过施工工艺的改变可以有效防止和控制裂缝的发生。 关键词：大体积混凝土；裂缝；质量控制 　　中图分类号：TU528文献标识码：B文章编号：1007—6921(XX)15—0105

2、—03 　　随着社会经济的快速发展，现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工,如高层楼房基础、大型设备基础、铁路桥梁结构等，大体积混凝土在建筑结构中的应用越来越多。 1大体积混凝土简述 　　大体积混凝土的定义，目前世界各国解释不尽一致，日本建筑学会定义为：“结构最小断面尺寸在80cm以上，同时水化热引起的混凝土内最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称之为大体积混凝土。”原苏联规范规定：“夏期施工时，浇筑表面系数大于3的结构物，混凝土拌合物从搅拌站运出时的温度应不超过30℃～35℃。” 　　我国在《普通混凝土配合比设计规范》(JGJ/T5

3、5)中对大体积混凝土解释为：混凝土结构物中实体最小尺寸不小于或等于1m，或易引起裂缝的混凝土。美国混凝土学会规定为：任何就地浇筑的大体积混凝土，必须采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂。 　　目前，国内外对机械荷载引起的开裂问题研究得较为透彻。而对温度荷载引起得有关裂缝的研究尚不充分。应对此加以重视，防止危害结构的裂缝产生。另外对于大体积混凝土内温度应力与裂缝控制也多集中在水利工程中的大坝、高层建筑的深基础底板。而对于铁路桥梁中大体积混凝土的裂缝的研究并未得到足够的重视。现在此对其进行分析，以探讨裂缝出现的原因及控制措施。 2

4、大体积混凝土裂缝产生的原因 2.1大体积混凝土结构通常具有以下特点 　　混凝土是脆性材料，抗拉强度只有抗压强度的1／10左右。大体积混凝土的断面尺寸较大，由于水泥的水化热会使混凝土内部温度急剧上升；以及在以后的降温过程中，在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。大体积混凝土结构中通常只在表面配置少量钢筋，或者不配钢筋。因此，拉应力要由混凝土本身来承担。 　　大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性

5、是较严重的；而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。出现裂缝并不是绝对影响结构安全，它都有一个最大允许值。处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度≤0.3mm；处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度≤0.2mm。 　　对于地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.1～0.2mm时，虽然早期有轻微渗水，但经过一段时间后，裂缝可以自愈。如超过0.2～0.3mm，则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中应尽量避免超过0.3mm贯穿全断面的裂缝。如出现这种裂缝，将大大影响结构的使用，

6、必须进行化学灌浆加固处理。 　　大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝，一方面是混凝土内部因素：由于内外温差而产生的；另一方面是混凝土的外部因素：结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但受拉力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，因此必须予以重视和加以控制。 2.2产生裂缝的主要原因有以下几方面 2.2.1水泥水化热的影响 　　水泥水化过程中放出大量的热，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所

7、以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。且主要集中在浇筑后的最初3～5天左右，一般每克水泥可以放出500J左右的热量，如果以水泥用量350Kg/m3～550Kg/m3来计算，每立方米混凝土将放出17500KJ～27500KJ的热量，从而使混凝土内部升高(降温管出水温度可达70℃左右，甚至更高)。尤其对于大体积混凝土来讲，这种现象更加严重。因为混凝土内部和表面的散热条件不同，因此混凝土中心温度很高，这样就会形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强

8、度时混凝土表面就会产生裂缝。单位时间混凝土释放的水泥